這十年,我國科技事業(yè)都有哪些重大成果?
10月16日,中國共產(chǎn)黨第二十次全國代表大會開幕。我國科技事業(yè)的巨大進展也在大會中被提及:“基礎研究和原始創(chuàng)新不斷加強,一些關鍵核心技術實現(xiàn)突破,戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大,載人航天、探月探火、深海深地探測、超級計算機、衛(wèi)星導航、量子信息、核電技術、大飛機制造、生物醫(yī)藥等取得重大成果,進入創(chuàng)新型國家行列。”
那接下來,就讓我們來看看十年來這些取得重大成果的“國之重器”吧。
載人航天:奇功屢建
探索浩瀚宇宙,發(fā)展航天事業(yè),建設航天強國,是中華民族不懈追求的航天夢。航天夢是強國夢的重要組成部分,而我國航天事業(yè)的發(fā)祥地之一、多次擔負神舟系列飛船發(fā)射任務的酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心在其中無疑占據(jù)著重要地位。
60多年來,酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心共發(fā)射了近300顆衛(wèi)星、14艘神舟飛船,并發(fā)射天宮一號、天宮二號,進行了上千次其他各類火箭發(fā)射試驗。自2021年我國空間站進入建設階段以來,酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心常態(tài)化值守載人飛船發(fā)射和返回、應急救援、應急搜救等任務,成為航天員進出太空的航天港。黨的十八大之后,酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心充分發(fā)揮資源優(yōu)勢,積極拓展測試發(fā)射能力,航天員搜索回收能力和其他科研試驗能力,集液體火箭、固體火箭及應急發(fā)射于一身,飛船發(fā)射與回收于一體。特別是近幾年來,這里每年承擔航天任務達到20次以上。
神舟十號載人航天飛行任務是我國載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略第二步第一階段的收官之戰(zhàn),對鞏固和完善空間交會對接技術、推動空間實驗室和空間站建設具有重要意義。2013年6月11日17時38分,神舟十號飛船承載著3名航天員在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心,由長征二號F運載火箭成功發(fā)射,準確進入軌道。在軌飛行期間,按預定計劃開展了一系列的空間科學實驗和技術試驗,3名航天員在軌正常工作和生活。
“天宮課堂”第三課在中國空間站開講
而現(xiàn)在,我國載人航天已經(jīng)邁向新的階段。就在黨的二十大開幕前夕,“天宮課堂”第三課在中國空間站開講,在約50分鐘的授課中,神舟十四號飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲作為“太空教師”,介紹展示了空間站問天實驗艙工作生活場景,演示了微重力環(huán)境下毛細效應實驗、水球變“懶”實驗、太空趣味飲水、會調(diào)頭的扳手等神奇現(xiàn)象,這也是中國航天員首次在問天實驗艙內(nèi)進行授課。與此同時,由天和核心艙、問天實驗艙、神舟十四號、天舟四號組成的空間站組合體,正翱翔在距離地球400公里的太空。這個月底,夢天實驗艙將加入它們,中國空間站將全面建成,中國載人航天也將翻開新的一頁。
“上天”:捷報頻傳
在載人航天不斷創(chuàng)下歷史的同時,中國也正向著月球、火星、太陽等不斷進發(fā)。“嫦娥”探月、“祝融”探火、“羲和”逐日,中國古代神話正逐漸走入現(xiàn)實。2020年12月17日,隨著嫦娥五號順利從38萬公里之外的月球帶回約月壤,一則舊聞爆紅網(wǎng)絡。那是一份2005年的《科學發(fā)現(xiàn)報》,詳細描述了中國探月三步走戰(zhàn)略及時間表,還列舉了美國、俄羅斯、日本和印度的探月計劃。但最終,完成自己立下Flag的只有中國!
“天問一號”成功落火
而在4億公里之外的火星,“天問一號”正在進行環(huán)火星探測。2021年5月15日,天問一號探測器成功著陸火星,在火星上首次留下中國人的印跡,使我國成為第二個成功著陸火星的國家。天問一號火星探測器由航天科技集團五院抓總研制,由環(huán)繞器和著陸巡視器組成,著陸巡視器包括“祝融號”火星車及進入艙。目前,“祝融號”火星車已在火星行駛近2000米。在天問一號探測器成功著陸火星后,黨中央、國務院和中央軍委致電祝賀并表示,天問一號探測器著陸火星,邁出了我國星際探測征程的重要一步,實現(xiàn)了從地月系到行星際的跨越,在火星上首次留下中國人的印跡,這是我國航天事業(yè)發(fā)展的又一具有里程碑意義的進展。
除了探月和探火,隨著我國首顆太陽探測科學技術試驗衛(wèi)星“羲和號”于2021年10月發(fā)射成功,中國正式邁入了“探日時代”。2022年8月份,“羲和”探日成果正式發(fā)布,創(chuàng)下5個國際首次,包括國際首次空間太陽 Hα波段光譜掃描成像、國際首臺原子鑒頻太陽測速導航儀在軌驗證等。
目前,中國在空間科學和探測方面已經(jīng)實現(xiàn)了對太陽系的主要天體種類進行了全覆蓋,更遠的深刻探測也已經(jīng)納入到議事日程,中國探月工程總設計師吳偉仁在接受中新社記者采訪時表示,中國正在組織專家深化論證太陽系邊際探測方案,計劃于2049年實現(xiàn)100個天文單位,也就是150億公里遠的深空探測。
“下海”:卓有成效
2020年11月10日,“奮斗者”號全海深載人潛水器成功坐底馬里亞納海溝,下潛深度達到10909米,再創(chuàng)中國載人深潛的新紀錄;三天以后,“奮斗者”號再度實現(xiàn)萬米深潛,并與“滄海”號聯(lián)合作業(yè)實現(xiàn)了人類歷史上首次萬米洋底直播。“奮斗者”號是“十三五”國家重點研發(fā)計劃“深海關鍵技術與裝備”重點專項的核心研制任務,核心部件國產(chǎn)化率超過96.5%。它的研發(fā),始于2016年。不過,這并不是一個“從0 到1”過程,因為這一步,我們早已完成。
“奮斗者”號全海深載人潛水器
從2002年到2012年,中國花了十年的時間,研制出中國第一個載人潛水器“蛟龍”號,在此之前,我國的載人潛水深度沒有超過600米。“蛟龍”號開創(chuàng)了中國的第一次,也為之后的工作建立了流程;2017年研制成功的“深海勇士”號,實現(xiàn)了技術的自主可控,并且國產(chǎn)化率高達95%。從“蛟龍”號到“深海勇士”號再到“奮斗者”號,以載人深潛為代表的中國海洋研究一步步走進深海。
“奮斗者”號研制及海試的成功,標志著我國具有了進入世界海洋最深處開展科學探索和研究的能力,體現(xiàn)了我國在海洋高技術領域的綜合實力。
“入地”:不能遺忘的領域
2018年10月6日,涪陵頁巖氣田累計生產(chǎn)頁巖氣達200億立方米,標志著我國頁巖氣加速邁進大規(guī)模商業(yè)化發(fā)展階段。根據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)資料和產(chǎn)能評價,涪陵頁巖氣田資源量2.1萬億方,是全球除北美之外最大的頁巖氣田。此次成功開采標志著中國成為繼美國和加拿大之后第三個具備商業(yè)化開發(fā)頁巖氣能力的國家。
在長達數(shù)億年時間的作用下,頁巖地層中不斷生成富含甲烷的天然氣,留藏在納米級頁巖孔隙里的被定義為非常規(guī)天然氣,稱為頁巖氣。在地下三四千米、上億年前的石頭里找氣,聽起來就像大海撈針。21世紀初,在攻克技術和成本障礙后,美國不僅發(fā)起了頁巖氣革命,而且從天然氣進口國變成出口國。
作為我國首個商業(yè)開發(fā)的大型頁巖氣田,涪陵頁巖氣田自2012年取得勘探重大突破,至今累產(chǎn)氣突破445億立方米,累計探明儲量近9000億立方米,占我國頁巖氣探明儲量的34%。445億立方米是什么概念?它可供100萬戶家庭用244年,它更意味著起步較晚的中國頁巖氣開發(fā)實現(xiàn)跨越式發(fā)展,為全球頁巖氣開發(fā)提供中國樣本。
“超算”:彰顯中國速度
隨著科技的發(fā)展,計算速度也成為各國比拼的對象。2018年,一臺名為“神威·太湖之光”的國產(chǎn)超級計算機作為我國著力推進的戰(zhàn)略高技術研究典范,讓世界領略到“中國速度”。
“神威·太湖之光”
它有多快?根據(jù)官方數(shù)據(jù),這臺由全國產(chǎn)系統(tǒng)“申威26010”處理器構(gòu)建的超級計算機,峰值性能超過125petaflops。系統(tǒng)峰值性能12.5億億次,持續(xù)性能9.3億億次,性能功耗比每瓦特60.5億次。它1分鐘的計算能力,相當于全球70多億人同時用計算器不間斷計算32年。
不過,超算算力再強,用起來才能發(fā)揮作用。目前,“神威·太湖之光”的應用涉及生物科技、航空航天、氣象氣候、材料科學、海洋環(huán)境、機器學習、電磁仿真、工業(yè)設計、金融計算、生物醫(yī)藥、環(huán)境工程、石油勘探等20多個領域,支持國家重大科技應用、先進制造等領域解算任務幾百項,一年來共計完成200多萬項作業(yè)任務,平均每天完成近7000項作業(yè)任務。
它的任務中,既有代表未來科技發(fā)展方向的研究領域,比如“人造太陽”——核聚變發(fā)電的相關理論與實驗方面的模擬;也涵蓋重大工程領域項目,比如C919大飛機多種飛行狀態(tài)的模擬、天宮系列航天飛行器的飛行狀態(tài)模擬?;?span lang="EN-US">“神威·太湖之光”系統(tǒng)開發(fā)的應用“千萬核可擴展全球大氣動力學全隱式模擬”與“非線性地震模擬”更是兩次獲得世界高性能計算應用領域最高獎——“戈登·貝爾”獎。這還遠不是終點。目前,“神威·太湖之光”的運營方國家超級計算無錫中心正積極組建超算互聯(lián)網(wǎng),促使多臺超級計算機構(gòu)成宏大“超算宇宙”。
北斗:構(gòu)建“中國星座”
2020年7月31日,北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)建成暨開通儀式在北京舉行。這標志著我國建成獨立自主、開放兼容的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng),成為世界上第三個獨立擁有全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的國家。從北斗一號,到北斗三號;從覆蓋中國,到覆蓋全球;從“一顆星”,到“滿天星”,可以說,北斗的歷史就是一段磅礴的“中國星座”建造史。
從1994年立項到2000年完成北斗一號系統(tǒng)建設,從2012年完成北斗二號系統(tǒng)建設,再到2020年北斗三號全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)全面建成并開通服務,我國衛(wèi)星導航系統(tǒng)經(jīng)歷“先有源,再無源;先試驗,再服務;先區(qū)域,再全球”三步走的發(fā)展過程。從中國特色北斗衛(wèi)星導航體制的設計,再到星間鏈路、高精度原子鐘等160余項關鍵核心技術攻克和500余種器部件國產(chǎn)化研制的突破,北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)成為我國迄今為止規(guī)模最大、覆蓋最廣、性能要求最高的巨型復雜航天系統(tǒng)。中國科研人員也用自己的實際行動詮釋出新時代的“北斗精神”。
目前,北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)已融入國家核心基礎設施,廣泛應用于交通運輸、農(nóng)林漁業(yè)、水文監(jiān)測、氣象測報、通信電力、公共安全等領域。同時,基于北斗的導航服務廣泛進入中國大眾消費和民生領域,被電子商務、移動智能終端制造、位置服務等廠商采用,也改變著人們的生產(chǎn)生活方式。
不過,北斗的未來不僅僅在國內(nèi)。從北斗一號到北斗三號,中國北斗始終立足中國、放眼世界。可以相信,在不久的將來,中國的北斗終將成為世界的北斗。
“量子科技”:從跟跑到部分領跑
量子一度由于其深奧又神秘的特點,成為科學代名詞,“遇事不決,量子力學”的調(diào)侃也深入人心。但實際上,量子科技早已在我們的生活中廣泛應用。從手機中的芯片、晶體管到醫(yī)療中的核磁共振,都含有量子技術。加快發(fā)展量子科技,對促進高質(zhì)量發(fā)展、保障國家安全具有非常重要的作用。
近年來,我國量子科技發(fā)展邁入了快車道。2016年,全球首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”順利發(fā)射,圓滿完成量子密鑰分發(fā)等三大科學目標,刷新了我國在量子通信領域研究的國際地位。2017年,量子保密通信骨干網(wǎng)絡“京滬干線”正式開通,并與“墨子號”連接、實現(xiàn)世界首次洲際量子通信。在量子計算領域,“九章”光量子計算原型機、“祖沖之二號”超導量子計算原型機先后實現(xiàn)“量子計算優(yōu)越性”里程碑。
這十年來,我國量子科技實現(xiàn)從跟跑、并跑到部分領跑的歷史飛躍,量子科技發(fā)展的體系化能力正在穩(wěn)步建立。對于中國的量子科技發(fā)展,中國科學院院士、中科院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院院長、中國科學技術大學常務副校長潘建偉院士表示,我國不僅在量子通信方面處于領跑階段,而且在量子計算中的“光量子計算”、“超導計算”等方面實現(xiàn)了“量子計算優(yōu)越性”。
華龍一號:中國核電由弱到強
今年初,我國自主三代核電華龍一號示范工程第2臺機組——中核集團福清核電6號機組正式具備商運條件,至此,華龍一號示范工程全面建成投運,為黨的二十大獻上了一份厚禮。福清核電機組從2014年起開始投入陸續(xù)商運,其中5、6號兩臺機組是華龍一號全球示范工程。
作為我國核電走向世界的“國家名片”,華龍一號是當前核電市場接受度最高的三代核電機型之一,在采用經(jīng)工程驗證的成熟技術基礎上,獨創(chuàng)性地采用“177堆芯布置”和“能動與非能動相結(jié)合”的安全設計理念,首堆設備國產(chǎn)化率達88%,還運用了單堆布置、雙層安全殼等先進設計理念,具備完善的嚴重事故預防與緩解措施、強化的外部事件防護能力和改進的應急響應能力等先進特征,經(jīng)過充分分析試驗和工程驗證,充分保證了電廠安全性、經(jīng)濟性和先進性。
華龍一號示范工程全面建成后,兩臺機組年發(fā)電能力近200億度,相當于每年減少標準煤消耗624萬噸、減少二氧化碳排放1632萬噸,相當于植樹造林1.4億棵,經(jīng)濟社會和環(huán)保效應顯著,對優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu),推動綠色低碳發(fā)展、助力實現(xiàn)碳達峰碳中和目標具有重要意義。5號機組更是創(chuàng)造了全球三代核電首堆建設的最佳業(yè)績,成功入選中國共產(chǎn)黨一百年大事記。
華龍一號的成功,是我國核電發(fā)展的一個標志。中國核電從無到有、從小到大、從弱到強,形成了10萬、30萬、60萬到百萬千瓦級壓水堆核電廠的自主設計、批量建設、工程總承包和自主運營能力。作為具有完整自主知識產(chǎn)權的華龍一號,共獲得700余件專利和120余項軟件著作權,覆蓋了設計技術、專用設計軟件、燃料技術、運行維護技術等領域,滿足核電“走出去”要求。
C919:大飛機領域的里程碑
據(jù)新華社9月30日報道,國產(chǎn)C919大型客機于2022年9月完成全部適航審定工作后獲中國民用航空局頒發(fā)的型號合格證,將于2022年底交付首架飛機。C919大型客機研制成功,獲得型號合格證,標志著我國具備自主研制世界一流大型客機能力,是我國大飛機事業(yè)發(fā)展的重要里程碑。
C919是中國按照國際民航規(guī)章自行研制、具有自主知識產(chǎn)權的大型噴氣式民用飛機,直接競爭對手為空客A320Neo和波音B737Max。2008年,中國商飛公司在黃浦江畔成立;2015年,C919首架機在中國商飛浦東基地總裝下線;2年后的5月,C919在浦東機場成功首飛。
國產(chǎn)C919大型客機
此后五年間,C919歷經(jīng)了調(diào)整試飛、審定試飛等一系列環(huán)節(jié),最終在今年8月1日,完成取證試飛,并在9月獲得商用通行證。
長期以來,全球民用大飛機市場一直被波音和空客壟斷。C919的成功不僅打破了歐美對于大飛機領域的壟斷,國產(chǎn)化率也達到了一個可喜的程度。實際上,在C919項目啟動之初,考中國商飛內(nèi)部保守估計,C919的國產(chǎn)化率大于10%即可。但令人驚訝的是,到2015年交付下線時,C919實現(xiàn)了近60%的國產(chǎn)化率,并拿到570架訂單。如今7年過去,C919已擁有累計28家客戶815架訂單。
中國科技創(chuàng)新再攀高峰
在這十年中,中國取得的舉世矚目的科技成果遠不止上述這些。特高壓輸電技術、復興號高速列車、500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)...等科技基礎設施投入使用;大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、人工智能、移動支付、等新技術改變生活方式;中國高鐵、中國橋梁、中國大壩、中國港口等中國基建成為“國家名片”。
十年間,我國全社會研發(fā)經(jīng)費從1.03萬億元增長到2.79萬億元,居世界第2位,研發(fā)強度從1.91%提高到2.44%,接近經(jīng)合組織(OECD)國家的平均水平;2021年我國研發(fā)人員總量預計為562萬人年,是2012年的1.7倍,穩(wěn)居世界第1位;2021年我國高被引論文數(shù)為42920篇,排名世界第二位,是2012年的5.4倍;每萬人口發(fā)明專利擁有量從2012年的3.2件,提升至2021年的19.1件,PCT國際專利申請量從2012年的1.9萬件增至2021年的6.95萬件,連續(xù)三年居世界首位……
這是我國科技進步最大、科技實力提升最快的十年,我國科技事業(yè)發(fā)生了歷史性、整體性、格局性重大變化,一些前沿領域開始進入并跑、領跑階段,科技實力正在從量的積累邁向質(zhì)的飛躍,從點的突破邁向系統(tǒng)能力提升。

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